Модернизация паяльника

[Юрий Сергеевич]

А я придумал как всего на одной детальке сделать!!
И с плавной регулировкой!
И никаких выбросов даже близко!
Бескомпромиссный регулятор, вот!

[ZAQ]

Класс! И кулер к нему ))) Вот только сейчас эра энергосберегающих технологий... поэтому, остановлюсь на кондёрах, всё же... Как вариант: типа мини-ЛАТРа ещё забацать...

[Beermonza]

Beermonza, вы, скорее всего, меня с кем-то перепутали, т.к. я не писал ни здесь, ни на других форумах в темах про силовую электронику. Я небольшой спец в этом.

 ...Вашего уровня понимания вообще процессов переключения и как выглядят выбросы было бы достаточно. Я думал Вы составите компанию, чтобы мне не отбиваться одному    ...ну, Вы в курсе как сложно бывает объяснить. Может и я чего не вижу сразу. Присоединяйтесь, покажу схему паяльной станции в ручке, без потери мощности паяльника, та, что на фото, совсем крохотная.

[Beermonza]

А я придумал как всего на одной детальке сделать!!
И с плавной регулировкой!
И никаких выбросов даже близко!
Бескомпромиссный регулятор, вот!

Резистор так же забирает мощность паяльника как и конденсаторы, ограничивающие ток, так же как и диод и прочие приблуды снижения питания нагревателя. Выставите температуру 220'С и останется от 40 Вт половина или меньше, тронете несколько выводов крупных деталей в пучке или будете паять на туррет борд, паяльник не прогреет, будет "творог". Нужна схема динамического подключения паяльника на всю мощность пока температура жала не станет нужной, затем отключение, чтобы не перегреть жало, ...и так динамически поддерживать температуру. На таком принципе работают почти все паяльные станции типа HAKKO.

Схема простая. К-термопара (хромель-алюмель), дифференциальный усилитель, компаратор, источник опорного напряжения на диоде, сигналы с усилителя и источника в компаратор. Далее идёт генератор импульсов переключения с частотой 50 Гц, управляемый компаратором. На симистор сигнал управления идёт через встречнопараллельные стабилитрон на 1,5 В и светодиод, последний - индикатор нагрева. Всё просто.

Интересно?

[ZAQ]

Бир, посмею возразить.
1. Конденсатор мощность не забирает, а именно ограничивает. Реактивная мощность конденсатора не выделяется в виде тепла, а накапливается (сколько ёмкость накопит, столько и будет) и отдаётся в нагрузку(собственно, поэтому и называется реактивной, подобно самоиндукции, только там энергия накапливается в магнитном поле). В момент отдачи нагрузке этой накопленной энергии, от источника питания (сети) потребления нет (там переход через 0).
2. Как уже выше рассказал, паяю без проблем 36 Вольтовым 40Вт паяльником от сети через конденсаторы МБГО уже много лет.
3.

Выставите температуру 220'С и останется от 40 Вт половина или меньше, тронете несколько выводов крупных деталей в пучке или будете паять на туррет борд, паяльник не прогреет, будет "творог".

Такого не будет. Вспомним физику: Q=mc(Δt°C); Q=I^2Rt отсюда mc(Δt°C)=Pt => t°C~P[Вт].

[ZAQ]

А, тем временем, отсимулировал схемку для ЭПСН-40 на керамических SMD конденсаторах, мощность почти линейно регулируется... Гляньте, пожалуйста, кому не лень: пральна? Ничего так не пробьёт? Вот только засомневался: можно ли сюда применить DIP-переключатели для полной миниатюризации... заводские характеристики ниже, чем требуется - выдержат? Или всё делать на тумблерах?
_______________________
PS есть ещё идея релаксатор с большим периодом на неонке + электролите попробовать...

[Юрий Сергеевич]

Всё просто.

Не думаю, что все так просто. Есть фазовый сдвиг в петле регулирования, определяемый конструктивными особенностями самого паяльника, есть усиление в петле и границы выходного воздействия на нагреватель. Имею предположение, что может получиться совсем не то, что планировалось. С выбросами температуры как в плюс так и в минус. Хотя, я согласен - динамический контроль лучше, конечно.

И вообще, я несколько не понял... предлагается подключить паяльник на 40В к сети 220В через регулятор? Без гальванической развязки? Или паяльник на 220В, тогда что делать, если напряжение в сети меньше номинала?
В любом случае, по-нормальному, априори нужна развязка через трансформатор, импульсный или линейный - это уже кому как нравится. Заземленное жало и корпус паяльника. Все схемы с прямым питанием от сети - в том или ином плане потенциально опасны как для самой монтируемой конструкции, так и для монтажника.
Я бы предложил отталкиваться для начала от этих элементарных требований, раз уж есть отдельный топик.

С точки зрения выполнения всех требований, озвученных выше, таких как: экономичность, плавность регулировки, низкий уровень помех, безопасность, надежность-хорош вариант с трансформаторной развязкой с переменным числом периодов поступающих в нагрузку (динамически регулируемым) и коммутацией в нулевой точке тока/напряжения. Вот такая простая задача .

[ZAQ]

В любом случае, по-нормальному, априори нужна развязка через трансформатор, импульсный или линейный - это уже кому как нравится. Заземленное жало и корпус паяльника. Все схемы с прямым питанием от сети - в том или ином плане потенциально опасны как для самой монтируемой конструкции, так и для монтажника.
 

Извиняюсь, влезу: так паяльник, изначально, - это изделие, выполненное по ГОСТ, сертифицированное и отвечающее требованиям безопасности бытовых электроприборов, предназначен на прямое подключение к электрической сети. По поводу заземления: у всех ли жителей нашей страны оно (настоящее) предусмотрено (проще было бы сказать наоборот)? Трансформатор если нужен, то какой? от 40Вт   220/220В? Что это меняет, и какая опасность для конструкции, интересно узнать? Может дифф. защиту ещё установить?
_______________________________
PS паяешь такой, дорожки нечаянно коснулся, а на ту утечка с фазы через жало. Дифф. защита отработала, АПВ неуспешное - вот весело!  

[Beermonza]

Бир, посмею возразить.
1. Конденсатор мощность не забирает, а именно ограничивает. Реактивная мощность конденсатора не выделяется в виде тепла, а накапливается (сколько ёмкость накопит, столько и будет) и отдаётся в нагрузку(собственно, поэтому и называется реактивной, подобно самоиндукции, только там энергия накапливается в магнитном поле). В момент отдачи нагрузке этой накопленной энергии, от источника питания (сети) потребления нет (там переход через 0).
2. Как уже выше рассказал, паяю без проблем 36 Вольтовым 40Вт паяльником от сети через конденсаторы МБГО уже много лет.
3.

Выставите температуру 220'С и останется от 40 Вт половина или меньше, тронете несколько выводов крупных деталей в пучке или будете паять на туррет борд, паяльник не прогреет, будет "творог".

Такого не будет. Вспомним физику: Q=mc(Δt°C); Q=I^2Rt отсюда mc(Δt°C)=Pt => t°C~P[Вт].

В параллельных мирах не знаю какие законы, помочь ничем не могу.

Паяльник на 36 В 40 Вт на то и 36 В чтобы с помощью конденсатора убрать часть напряжения сети, при этом он (паяльник) будет жарить на 350'С пока на нём 36 В. Если питать 220 В нагреватель через конденсатор, он отнимет мощность у паяльника, об этом я говорил. Даже если захочется на паяльнике 36 В поиметь 220'С, придётся уменьшить ёмкость конденсатора, ограничив ток. На паяльнике останется около 20 В, и теперь можно посчитать сколько мощности отобрал у паяльника конденсатор. Вот это законы в нашей реальности.

Формула, ...формула, ...не знаю, может мне формулу дискриминанта написать сюда, будет выглядеть солидно, наверное.

[ZAQ]

При чём тут дискриминант? Я привёл формулы количества теплоты и грубо показал (без учёта КПД), что температура будет прямопропорциональна электрической мощности. Т.е., насколько мы ограничим мощность, на столько же в  линейной зависимости снизится и температура. Другое дело, что при увеличении теплоотбора (увеличиваем произведение массы на удельную теплоёмкость), то понадобится некоторое время на установление той же температуры. Если теплоотвод слишком интенсивный, то переключаем мощность на "повыше" и паяем дальше. Если паяльник всё равно не справляется (кстати, на моей схеме мощность паяльника на максимуме ниже всего лишь на 1Вт, можно эту разницу было бы ещё уменьшить, только это нецелесообразно - дороже будет по конденсаторам, да и паяльник итак без ограничителя перегревается), то в этом случае, берём паяльник по-мощнее и, всё равно, паяем дальше...
Вообще, паяльник - достаточно массивное и инертное нагретое тело, поэтому, динамическое поддержание т-ры не намного будет выигрывать, зато сложность, стоимость, надёжность (контакт с термопарой ухудшился и т.д.)...

[Beermonza]

Не думаю, что все так просто. Есть фазовый сдвиг в петле регулирования, определяемый конструктивными особенностями самого паяльника, есть усиление в петле и границы выходного воздействия на нагреватель. Имею предположение, что может получиться совсем не то, что планировалось. С выбросами температуры как в плюс так и в минус. Хотя, я согласен - динамический контроль лучше, конечно.

Сомнения развеются когда рабочий экземпляр будет перед Вами на столе. Это легко устроить:

http://www.ebay.com/itm/220V-Heat-Gun-Weld...=item4d29010203

Фото:

http://s4.electrodragon.com/wp-content/upl...-220-450C-4.jpg

А схема там на сдвоенном ОУ LM358, вот такая:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3650-46a8039779.gif[/img]
img-3650-46a8039779.gif

Этой теме уже десяток лет будет, когда я искал решение, таких паяльников с прозрачной ручкой в продаже не было. И сейчас бы не купил, это не наш метод DIY

И вообще, я несколько не понял... предлагается подключить паяльник на 40В к сети 220В через регулятор? Без гальванической развязки? Или паяльник на 220В, тогда что делать, если напряжение в сети меньше номинала?

Номинал в сети не превышает +/- 10%, сильно с температурой жала не промажете, 200-250'C для припоя это терпимо. Если регулятора нет, температура жала 350'C, при касании длинного медного жала к крупной детали на кончике падает к 150'С - это и плохо. На моём паяльнике, что описан в статье по паспорту 400'С. Делайте выводы.
 

В любом случае, по-нормальному, априори нужна развязка через трансформатор, импульсный или линейный - это уже кому как нравится. Заземленное жало и корпус паяльника. Все схемы с прямым питанием от сети - в том или ином плане потенциально опасны как для самой монтируемой конструкции, так и для монтажника. Я бы предложил отталкиваться для начала от этих элементарных требований, раз уж есть отдельный топик.

Развязка не нужна. Заземление жала нужно при работе с полевиками. У меня есть заземление в розетке. Вот ходовой заводской продукт:



Керамический нагреватель:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://easyelectronics.ru/img/Instrument/GOOT-PX-201/px201-assembly.jpg[/img]

Внутри:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://easyelectronics.ru/img/Instrument/GOOT-PX-201/px201-sx1.jpg[/img]

Схема:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://fotkidepo.ru/photo/229919/20231FxODb52R03/838951w.jpg[/img]

Только этот паяльник стоил пару-тройку лет назад 3000 руб, сейчас ещё дороже. У меня есть паяльник с керамическим нагревателем на 120 Вт, в классическом исполнении "карандаш", как у паяльных станций:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3651-834f52ed9c.jpg[/img]
img-3651-834f52ed9c.jpg

На шнуре у него микроконтроллерная схема с проверкой температуры при прохождении питания нагревателя через 0.

[Beermonza]

При чём тут дискриминант? Я привёл формулы количества теплоты и грубо показал (без учёта КПД), что температура будет прямопропорциональна электрической мощности. Т.е., насколько мы ограничим мощность, на столько же в  линейной зависимости снизится и температура. Другое дело, что при увеличении теплоотбора (увеличиваем произведение массы на удельную теплоёмкость), то понадобится некоторое время на установление той же температуры. Если теплоотвод слишком интенсивный, то переключаем мощность на "повыше" и паяем дальше. Если паяльник всё равно не справляется (кстати, на моей схеме мощность паяльника на максимуме ниже всего лишь на 1Вт, можно эту разницу было бы ещё уменьшить, только это нецелесообразно - дороже будет по конденсаторам, да и паяльник итак без ограничителя перегревается), то в этом случае, берём паяльник по-мощнее и, всё равно, паяем дальше...
Вообще, паяльник - достаточно массивное и инертное нагретое тело, поэтому, динамическое поддержание т-ры не намного будет выигрывать, зато сложность, стоимость, надёжность (контакт с термопарой ухудшился и т.д.)...

При том тут дискриминант, что просто так формулы писать не нужно, они из разряда "спасибо Кэп, но мы не об этом". Берите паяльник 220 В, ставьте диод, конденсатор, резистор, лампочку, что там ещё? ...проверяйте температуру мультиметром. Не отпуская щуп от жала тыкайте в туретт, смотрите на сколько проваливается температура и как много надо времени чтобы она вернулась - это отбор мощности. Для того чтобы паяльник моментально восстанавливал температуру жала надо чтобы он питался всегда от номинального напряжения, динамически включался и отключался, ...поэтому формулы лучше не расписывать, если нет понимания зачем и как работает. Меня Вы хотите переубедить, или ещё кого понимающего? ...бесполезная трата времени.

[ZAQ]

Для того чтобы паяльник моментально восстанавливал температуру жала надо чтобы он питался всегда от номинального напряжения, динамически включался и отключался, ...

Для того, чтобы паяльник моментально восстанавливал температуру, нужна машина времени...
Фишка в том, что у лёгкого жала (экономия цветного металла) с керамическим нагревателем инертность плохая, и оно моментально остывает при хорошем теплоотборе, а нагревается - да, за секунды... вот за это я крайне редко и пользуюсь станцией - разве что, очень мелкие SMD на бессвинцовку паять... У ЭПСН нормальный сердечник и массивное жало - он долго держит мощность. Вспомните, раньше топорковыми паяльниками, нагретыми на огне, ВЁДРА! и САМОВАРЫ! лудили, только за счёт массы... Вот и весь спор, уважаемый коллега.

[Beermonza]

Я очень рад, что желание устроить именно спор на ровном месте быстро улетучилось, ...даже плюс сейчас поставлю.